[发明专利]一种基于铁酸锌纳米敏感材料的乙醇气体传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于铁酸锌纳米敏感材料的乙醇气体传感器的制备方法，其特征在于以下步骤：

第一步，制备前驱体材料

1.1)室温下，将六水合硝酸锌、六水合硝酸铁、富马酸按照质量比3～4：6～7：25～35溶于N,N-二甲基甲酰胺DMF中，将此混合溶液超声至均匀；

1.2)将步骤1.1)得到的均匀溶液移入反应釜中，在100～140℃条件下加热反应6～8小时后，冷却至室温，将得到的产物经洗涤剂清洗后，放入真空箱干燥得到前驱体材料；

第二步，制备ZnFe₂O₄纳米敏感材料

将步骤1.2)得到的前驱体材料在350～550℃条件下高温煅烧2～6小时，得到ZnFe₂O₄纳米敏感材料；

第三步，制备乙醇气体传感器

3.1)将ZnFe₂O₄纳米敏感材料与去离子水混合后研磨得到粘度适中的浆料，将浆料均匀涂覆于Al₂O₃陶瓷管的外表面，并将陶瓷管的外表面及环状Au电极完全覆盖，留出Pt引线，得到测试元件；

3.2)测试元件干燥后焊接在底座上，经封装、老化后得到乙醇气体传感器。

2.根据权利要求1所述的一种基于铁酸锌纳米敏感材料的乙醇气体传感器的制备方法，其特征在于，所述第二步中干燥温度为50～90℃，干燥时间为6～10小时。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于铁酸锌纳米敏感材料的乙醇气体传感器的制备方法，其特征在于，所述第三步3.2)中老化温度为200～350℃，老化时间为48～96小时。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于铁酸锌纳米敏感材料的乙醇气体传感器的制备方法，其特征在于，所述第三步3.1)中ZnFe₂O₄纳米敏感材料与去离子水质量比为4～6:1。

5.根据权利要求3所述的一种基于铁酸锌纳米敏感材料的乙醇气体传感器的制备方法，其特征在于，所述第三步3.1)中ZnFe₂O₄纳米敏感材料与去离子水质量比为4～6:1。

6.根据权利要求1或2或5所述的一种基于铁酸锌纳米敏感材料的乙醇气体传感器的制备方法，其特征在于，所述第二步中洗涤剂为DMF、乙醇或两者混合物。

7.根据权利要求3所述的一种基于铁酸锌纳米敏感材料的乙醇气体传感器的制备方法，其特征在于，所述第二步中洗涤剂为DMF、乙醇或两者混合物。

8.根据权利要求4所述的一种基于铁酸锌纳米敏感材料的乙醇气体传感器的制备方法，其特征在于，所述第二步中洗涤剂为DMF、乙醇或两者混合物。

9.权利要求1-8任一所述的制备方法制备得到的一种基于铁酸锌纳米敏感材料的乙醇气体传感器，其特征在于，所述的乙醇气体传感器为外热式结构，包括ZnFe₂O₄纳米敏感材料层、Al₂O₃陶瓷管、Pt导线、两个金电极、电热丝，其中ZnFe₂O₄纳米敏感材料为中空纺锤结构；

所述的Al₂O₃陶瓷管内部穿入电热丝，两端涂覆金电极，每个金电极均与Pt导线相连接；所述的ZnFe₂O₄纳米敏感材料层涂覆于Al₂O₃陶瓷管的外表面，并将陶瓷管的外表面及环状Au电极完全覆盖，留出Pt引线，得到测试元件，测试元件通过引脚焊接在底座上，经封装、老化后得到乙醇气体传感器；所述的ZnFe₂O₄纳米敏感材料层厚度为8～30um；所述的Al₂O₃陶瓷管为绝缘层，其长为3～5mm、内径为0.7～0.9mm、外径为1.1～1.3mm。